EP3634834A1 - Loslager, lenkgetriebe und lenksystem - Google Patents

Loslager, lenkgetriebe und lenksystem

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Publication number
EP3634834A1
EP3634834A1 EP18725461.0A EP18725461A EP3634834A1 EP 3634834 A1 EP3634834 A1 EP 3634834A1 EP 18725461 A EP18725461 A EP 18725461A EP 3634834 A1 EP3634834 A1 EP 3634834A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
bearing sleeve
steering gear
guide element
schraubritzelwelle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18725461.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens-Uwe Hafermalz
Marco Grau
Martin Zimmermann
Dennis Fuechsel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3634834A1 publication Critical patent/EP3634834A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06—Ball or roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/16—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising worm and worm-wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
    • F16H55/24—Special devices for taking up backlash
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/20—Land vehicles
    • F16C2326/24—Steering systems, e.g. steering rods or columns

Definitions

  • the invention relates to a floating bearing for a steering gear.
  • the invention further relates to a steering gear with such a movable bearing and a steering system with such a steering gear, in particular a power steering system.
  • the known power steering systems are based on a steering gear that translates the drive power of a hydraulic or electric steering motor and transmits, for example, the steering column.
  • Such steering gears are regularly formed in the form of a screw gear and in particular as fferradgetriebe or worm gear. These include a gear which is directly or indirectly connected to the steering column, as well as a meshing therewith, via a shaft driven by the steering motor pinion.
  • Gear elements formed due to wear and / or due to a setting of the material in gears made of plastic. Especially with a
  • the pinion shaft is pivotally mounted about an axis which is perpendicular to the longitudinal axis of the pinion shaft and at a distance from the meshing engagement of pinion and gear, and is pressed by means of one or more spring elements against the gear , The pivoting of the pinion shaft is doing regularly in one of the two
  • bearings over which the pinion shaft is mounted end-integrated This bearing is referred to as “fixed bearing.”
  • the bearing in the region of the other end is then designed with a defined mobility (so-called “floating bearing") in order to allow the deflection caused by the pivoting movement.
  • the fixed bearing may in particular be provided on the drive side, while the floating bearing is provided at the free end of the pinion shaft.
  • the one or more spring elements for Pressing the pinion to the gear can be integrated both in the movable bearing and in the fixed bearing.
  • Such a steering gear in which the spring force is generated for the springing by means of the fixed bearing for example, from DE 10 2009 054 655 A1 known.
  • the rolling bearing which receives the pinion shaft in the region of the fixed bearing to store outside in a pivot sleeve.
  • Swivel sleeve includes a bearing sleeve which receives the rolling bearing largely free of play, and an outer ring which is held largely free of play in a receptacle of a housing of the steering gear, wherein the outer ring and the bearing sleeve are connected via a plurality of torsion webs, upon rotation of the outer ring to the bearing sleeve be twisted. After assembly of the steering gear, the torsion bars are twisted in such a way that the elastic restoring effect generated thereby causes the springing of the pinion shaft.
  • Embodiments of steering gears which are similar to those of DE 10 2009 054 655 A1 are known from DE 10 2008 040 673 A1, EP 2 836 416 B1 and EP 2 836 417 B1.
  • Pivot axis must be given in a defined minimum, the so-called basic game, to avoid the pinion shaft due to temperature-induced strains, due to changes in geometry made of plastic elements of the steering gear, in particular the gear and / or the pinion shaft, due to water absorption and as a result of To allow runout of the gear and / or the pinion shaft.
  • the basic game must be limited, since then when using the pinion shaft, a drive power is transmitted from a steering motor to the gear, the spring-loaded pinion shaft is pivoted due to the toothing forces in the direction of increasing distance from the gear until an end stop for this pivotal movement, the can be formed in particular by the floating bearing of the steering gear is reached.
  • dimensioned basic game increases in the course of use due to wear as well as due to a setting (ie a plastic deformation due to a permanent load) of the elements of the steering gear, especially in their design made of plastics). Also production-related shape and position tolerances can lead to an increase in the basic game. This results in that when dimensioning the springing for the pinion shaft, which also takes into account a presumably given at the end of a scheduled life of the steering gear basic game, which also should be given a sufficiently large springing, the spring load in the new condition of the steering gear chosen so large must be that an undesirably high friction occurs in the toothing.
  • the invention has for its object to provide a steering gear in which such as constant a basic game is realized.
  • a steering gear for a steering system of a motor vehicle with such a floating bearing and a steering system with such a steering gear are subject matter of claims 7 and 10.
  • Advantageous embodiments of the invention and the movable bearing bearing according to the invention and the steering system according to the invention are objects of the dependent
  • An inventive floating bearing for a steering gear comprises a pivot bearing
  • a rolling bearing more preferably a ball bearing
  • the bearing sleeve with a (preferably
  • Bearing sleeve (or connected to the bearing sleeve member) tilted.
  • the term "longitudinal axis” is understood to mean that axis of a body or of a cavity which extends along the greatest longitudinal extent of the body
  • Body / cavity runs and thereby the geometric centers of
  • An inventive steering gear which is provided for a steering system of a motor vehicle, comprises at least one gear, a meshing therewith screw pinion (in particular worm pinion) and the screw pinion
  • the ringritzelwelle is mounted on one side of the ringritzels in a floating bearing according to the invention and wherein the retaining element of the movable bearing is fixedly integrated in a housing of the steering gear.
  • the fixed integration of the functional element in the housing of the steering gear can preferably be effected in that the holding element of the housing itself formed or directly to the housing (for example screwed or otherwise non-positively and / or positively and / or materially) connected.
  • a steering gear may be provided for a steering gear according to the invention that the fferritzelwelle is mounted on the other side of the fferritzels in a fixed bearing which forms a pivot axis about which the fferritzelwelle is pivotally, wherein the longitudinal axis of the guide element of the movable bearing transversely and in particular perpendicular to this pivot axis is aligned.
  • a fixed bearing may comprise a pivot bearing (preferably a rolling bearing, particularly preferably a ball bearing), which has an inner bearing ring for receiving the
  • Screw pinion shaft of the steering gear is provided, and an outer bearing ring which is received in a bearing sleeve has.
  • a pivot ring may be provided which has an outer ring and an inner ring, which are pivotally connected via one or more torsion bars, wherein the inner ring is connected to the bearing sleeve (which is an integral and in particular one-piece Embodiment should include) and the outer ring for supporting the fixed bearing is provided in a housing of the steering gear.
  • a steering system comprises at least one steering gear according to the invention as well as a steering motor rotationally drivingly connected to the screw pinion shaft.
  • the gear of the steering gear can still rotatably or
  • n n ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Hilfskraftschsystem be formed by the means of the steering motor
  • the operating principle of a floating bearing according to the invention is based on the fact that due to the design of the pinion as a screw pinion in the transmission of a
  • Screw pinion shaft is limited or prevented by the actual pivot axis. Accordingly, by the interaction of the guide element and the guide opening a clamping-acting stop for the
  • Pivoting movement about the second axis over the useful life of the steering gear is substantially constant. Practically can be achieved as a result of springing the fferritzelwelle that the clamping stop acting becomes effective before the forces generated by the load of the fferritzelwelle counteract the springing overcompensate the springing, so that a floating bearing according to the invention pivoting the fferritzelwelle to by the Fixed bearing defined pivot axis (at and as a result of the burden of
  • the guide opening may be both a one-way open guide channel (i.e., a guide groove) and a circumferentially completely closed one
  • the bearing sleeve is connected to the guide element (preferably directly) (at least in such a way that a relative movement in the direction of the longitudinal axis of the guide element and tilting about an axis parallel to the longitudinal axis of the bearing sleeve is prevented, preferably a completely immovable connection is provided) and from the longitudinal axis of the bearing sleeve
  • spaced portion of the guide element is guided axially movable in a in a radial direction with respect to the longitudinal axis of the bearing sleeve extending guide opening of the holding element, or
  • the guide element is connected to the holding element and at least one of the longitudinal axis of the bearing sleeve spaced portion of the guide element in at least one in a radial direction with respect to the longitudinal axis of the bearing sleeve extending guide opening of the bearing sleeve (or connected to the bearing sleeve member) guided axially movable is.
  • Guide element can be immovably connected to the holding element on the one hand, in which case, as in the embodiment according to the first alternative, the tilting of the guide element in the guide opening is realized in that the guide element is connected to the holding element decentralized with respect to the longitudinal axis of the bearing sleeve or interacts. This leads to a load on the screw pinion shaft with a torque caused pivoting about said second axis to a slight rotation of the bearing sleeve about its longitudinal axis, so that then adjusts an inclination of the bearing pin within the guide opening.
  • the guide element may also be pivotally connected (at least about an axis which is preferably parallel to the longitudinal axis of the bearing sleeve) to the retaining element, in which case the bearing sleeve should additionally be secured against rotation about its longitudinal axis in order to tilt the shaft
  • Such a backup of the bearing sleeve against rotation about its longitudinal axis can at a
  • Steering gear according to the invention preferably be achieved in that it is at least rotatably and in particular integrally formed with the bearing sleeve for the fixed bearing of the steering gear.
  • the pivotable connection between the guide element and the holding element can be based both on a rotary joint and on an elastic deformation (for example of the guide element).
  • a movable bearing according to the invention can be provided that the longitudinal axis of the guide element extends radially with respect to the longitudinal axis of the bearing sleeve and thus cuts them.
  • Bearing sleeve extending direction) of the outer race of the pivot bearing spaced portion of the bearing sleeve extends through one or more receiving openings of the bearing sleeve.
  • Such a movable bearing can advantageously be distinguished by a relatively compact design in the direction radially with respect to the longitudinal axis of the bearing sleeve.
  • the guide element is also movable within a
  • Guide opening of the holding element is guided may further preferably be provided that the guide element fixed or immovable (due a positive and / or non-positive and / or cohesive
  • Bearing sleeve is guided, serves / serve the receiving opening (s) of the bearing sleeve, however, as a corresponding guide opening (s).
  • Loslagers can also be provided that the guide element connected in one of the outer bearing ring of the rotary bearing integrating portion of the bearing sleeve with the bearing sleeve, the guide element is thus arranged radially outside the pivot bearing.
  • Such a movable bearing can be characterized in an advantageous manner by a relatively compact design in the direction of the longitudinal axis of the bearing sleeve.
  • the guide element is connected as a separate component cohesively and / or positively and / or non-positively with the bearing sleeve, which has a positive effect on the manufacturability of such
  • Inventive floating bearing can affect. However, it is also possible to form the guide element and the bearing sleeve integrally and in particular in one piece.
  • the guide element has a guide head located within a receiving opening of the holding element, which in the
  • Guide element shaft has a larger cross-sectional area at least in one section.
  • Cross-sectional area of the guide element head serve in particular to form a pivot bearing, for example in the form of a ball and socket joint, in cooperation with the receiving opening of the holding element.
  • the invention also relates to a motor vehicle having a steering system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an inventive steering gear according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows the fixed bearing of the steering gear according to FIG. 1 in a view from the front
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through an inventive steering gear according to a second embodiment
  • FIG. 5 shows the section marked V in FIG. 4 in an enlarged view
  • Fig. 1 shows the essential components of a steering gear according to the invention for a steering system of a motor vehicle according to a first embodiment.
  • This comprises a housing 1, within which a gear 2 and a meshing with the gear 2 ringritzel 3 are mounted.
  • the screw pinion 3 and the screw pinion 3 comprehensive ringritzelwelle 4 are integrally formed in the form of a screw.
  • the gear 2 is fixedly mounted on an output shaft 5 of the steering gear.
  • This output shaft 5, which has in the illustrated embodiment, a toothing for a rotationally fixed connection with the gear 2, at one end a steering pinion (not shown) include, for example, with a trained at least in one section as a rack handlebar (not shown), whereby the steering rod performs a translational movement during a rotation of the output shaft 5, which can be translated in a known manner via wheel steering (not shown) in a pivoting movement of steered wheels (not shown) of the motor vehicle.
  • the output shaft 5 but it may also be a steering column of the power steering system, which is rotatably connected to a steering wheel (not shown) and via a steering pinion (not shown) acts on a handlebar.
  • the screw pinion shaft 4 has a drive-side end via which it is connectable to the output shaft of a steering motor, not shown, (e.g., an electric motor).
  • a steering motor not shown, (e.g., an electric motor).
  • the screw pinion shaft 4 is mounted in the housing 1 by means of a first bearing.
  • This bearing is designed as a fixed bearing 6, which allows a pivoting of the screw pinion shaft 4 about a pivot axis 7 (see Fig. 2). This pivoting causes a deflection of the
  • This floating bearing 8 is designed so that it allows the resulting from the pivoting of the fferritzelwelle 4 deflection of this free end of the SSritzelwelle 4 within limits.
  • Both the fixed bearing 6 and the movable bearing 8 each comprise a rotary bearing 9, 10 in the form of a ball bearing.
  • inner bearing rings 1 1 of these pivot bearings 9, 10 the corresponding portions of the SSritzelwelle 4 are stored, while outer
  • Bearing rings 12 of the pivot bearing 9, 10 are mounted in a respective bearing device 13, 14, which in turn are received in the housing 1.
  • the storage devices 13, 14 are structurally designed so that they allow in the case of the fixed bearing 6, the pivoting of the SSritzelwelle 4 about the pivot axis 7 and in the case of the movable bearing 8, the deflection of the free end of the fferritzelwelle 4.
  • the bearing device 13 of the fixed bearing 6 comprises a bearing sleeve 15 with annular cross-sections, the inner side in a first longitudinal section, the rotary bearing 9 and in a second longitudinal section an inner ring 17 of a
  • Swing ring 16 receives.
  • the inner ring 17 of the swivel ring 16 is under
  • the swivel ring 16 also comprises an outer ring 18 in addition to the inner ring 17.
  • This outer ring 18 is connected to the inner ring 17 via two torsion webs 19 (see FIG.
  • the outer ring 18, the inner ring 17 and the torsion bars 19 are preferably made in one piece
  • formed spring steel For example, formed spring steel.
  • a ringritzelwelle 4 takes place with the interposition of a coupling piece 22 by means of a screw 23 which is screwed into an internal thread, which is integrated into the corresponding end of the sortedritzelwelle 4.
  • the coupling piece 22 also serves to transmit a drive power of the steering motor to the fferritzelwelle 4, what these are rotatably connected to each other. This rotationally fixed connection is achieved by engagement of an external toothing of the screw pinion shaft 4 in a complementary internal toothing of the coupling piece 22.
  • the two torsion bars 19 define the position of the pivot axis 7, by which the outer ring 18 relative to the inner ring 17 to achieve a springing of the
  • pivot axis 7 does not run through the center of the pivot ring 16 and thus the cross section of the SSritzelwelle 4, but radially offset thereto (see Fig. 2).
  • the pivot axis 7 thus does not intersect the longitudinal axis 25 of the SSritzelwelle 4.
  • the torsion bars 19 of the pivot ring 16 not only allow pivoting of the outer ring 18 to the inner ring 17 and thus the SSritzelwelle 4 relative to the gear 2 and the housing 1, but at the same time cause the spring force through which the fferritzel 3 of the ringritzelwelle 4 in the toothing of the gear 2 is pressed in order to achieve the lowest possible backlash and thus a low noise during operation of the steering gear, especially in the so-called Komlenken.
  • the bearing device 14 of the floating bearing 8 also includes a bearing sleeve 26 having an annular cross-sectional area. Within a longitudinal section of the bearing sleeve 26, the pivot bearing 10 of the movable bearing 8 is arranged, wherein the outer side of the outer bearing ring 12 of this pivot bearing 10 in direct contact with the
  • the bearing sleeve 26 Inside the bearing sleeve 26 is. In a second longitudinal section of the bearing sleeve 26 and thus axially spaced from the pivot bearing 10, the bearing sleeve 26 has two coaxial (with respect to their longitudinal axes 28) aligned receiving openings 27, in which a guide member 29 fixed (for example by a
  • the guide element 29 has over its entire longitudinal extent circular cross-sectional areas, but other, for example, angular cross-sectional shapes are possible.
  • the longitudinal axes 28 of the receiving openings 27 and thus also the longitudinal axis 28 of the guide member 29 are aligned radially with respect to the longitudinal axis 25 of the bearing sleeve 26 and thus cut them, at the same time a substantially vertical
  • the guide element 29 forms a guide element head 30 whose cross-sectional area (constant over the longitudinal extent) is greater than that (constant over the longitudinal extent).
  • Cross-sectional area in the remaining portion of the guide member 29, which is hereinafter referred to as guide element shaft 31 is.
  • the guide element 29 is guided within a guide opening 33, which is formed by a holding element 32 of the movable bearing 8.
  • the holding member 32 is fixed or immovably integrated into the housing 1 of the steering gear and this connected directly via screws 20 to the housing 1.
  • the longitudinal axis 28 of a circular opening cross-section having and therefore cylindrical
  • Guide opening 33 is aligned with unloaded steering gear coaxial with the longitudinal axis 28 of the guide member 29. Furthermore, the opening cross section or the diameter of the guide opening is defined (albeit to a relatively small extent) larger than the cross sectional area or the diameter of the guide element head 30, whereby u.a. an axial
  • Guide element head 30 is given within the guide opening 33.
  • guide member 29 performs a further swinging the fferritzelwelle 4 about the second axis 34 then to a slight rotation of the bearing sleeve 26 with the therein Guide element 29, whereby the guide element head 30 within the
  • the movable bearing 6 thus causes in principle and throughout the useful life of the steering gear a largely or completely prevented pivoting of the fferritzelwelle 4 about the pivot axis 7, provided that
  • Screw pinion shaft 4 is not loaded with a torque (i.e., when the steering system of the motor vehicle does not perform steering movement), because then by the floating bearing 8 according to the invention a pivoting of the screw pinion shaft 4 about the pivot axis 7 is enabled. As a result, an undesirably high friction in particular the toothing between the screw pinion 3 and gear 2 can be avoided.
  • FIGS. 4 to 6 show an alternative embodiment of a steering gear according to the invention, wherein in this substantially only with respect
  • Design of the (inventive) floating bearing 8 differs from the steering gear according to FIGS. 1 to 3.
  • Guide member 29 has a mounting portion 36, with which this in one
  • Receiving opening 27 of the bearing sleeve 26 is received and therein, for example, a material fit (for example soldered), non-positively (for example by a press fit) or positively (for example by means of a screw) is attached.
  • a material fit for example soldered
  • non-positively for example by a press fit
  • positively for example by means of a screw
  • Receiving opening 27 and thus also the guide member 29 are located in a (longitudinal axial) portion of the bearing sleeve 26, in which the outer bearing ring 12 of the pivot bearing 10 is arranged. Furthermore, the guide element 29 does not form an enlarged guide element head 30 with regard to the cross-sectional dimensions; Rather, the guide element 29, starting from a circumferential stop 37, by which the insertion depth of the guide member 29 is limited in the receiving opening 27 of the bearing sleeve 26, to the free end of the guide member 29, constant cross-sectional dimensions.
  • the holding member 32 in the steering gear according to FIGS. 4 to 6 is in the form of a U-shaped plate and thus forms an open to one side
  • the guide opening 33 wherein the longitudinal direction of the guide opening 33 extends (starting from the opening base to the open side) in the direction of the longitudinal axis 25 of the bearing sleeve 26 and the SSritzelwelle 4.
  • the guide opening 33 has only a small Excess in terms of the width of the example in cross-section square guide member 29 to, according to the operation, as has already been described for the floating bearing 8 of the steering gear according to FIGS. 1 to 3, by tilting the guide member 29 within the guide opening 33 in
  • the holding member 32 is immovably connected to a holding element holder 38, which in turn is fixedly integrated in the housing 1 of the steering gear.
  • the holding element holder 38 forms a receiving recess 39, into which an end section of the guide element 29 extends, wherein the receiving recess 39 is dimensioned so large that a mobility of the guide element 29 provided for the steering gear is relatively to the holding member 32 is not hindered by a contact of the guide member 29 with the holding element holder 38.
  • FIGS. 7 to 9 show, in simplified representations, functional principles of three alternative embodiments of movable bearing 8 according to the invention.
  • the floating bearing 8 according to FIG. 7 corresponds structurally and functionally in the
  • a guide element 29 is slidably guided in a guide opening 33, which is formed by a holding element 32 integrated in a housing 1 of a steering gear, which is otherwise not shown, and immovable with a bearing sleeve 26 of the floating bearing 8 connected. Tilting of the guide member 29 within the guide opening 33 is carried out at a load in the bearing sleeve 26th
  • a corresponding movable mounting of the guide element 29 in a guide opening 33 formed by the bearing sleeve 26 is also provided in the floating bearing 8 according to FIG. 9.
  • the guide member 29 is pivotally connected about an axis which is located substantially parallel to the longitudinal axis 28 of the bearing sleeve 26, with the integrated into the housing 1 holding member 32.
  • Pivoting movement of the guide member 29 leads to achieve, must be prevented by suitable measures, for example by a rotationally fixed connection of the bearing sleeve 26 of the movable bearing 8 with a bearing sleeve 15 of a fixed bearing 6 of the steering gear, that the bearing sleeve 26 as a result of pivoting of the
  • Guide member 29 causes moments about the longitudinal axis 28 rotates.

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Abstract

Ein Loslager für ein Lenkgetriebe eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Drehlager (10), das einen inneren Lagerring (11), der zur Aufnahme einer Schraubritzelwelle (4) des Lenkgetriebes vorgesehen ist, und einen äußeren Lagerring (12), der in eine Lagerhülse (26) integriert ist, aufweist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Lagerhülse (26) mit einem Führungselement (29) und das Führungselement (29) mit einem Halteelement (32), das zur feststehenden Integration in ein Gehäuse (1) des Lenkgetriebes vorgesehen ist, derart zusammenwirkt, dass die Lagerhülse (26) in einer ersten Richtung, die radial bezüglich der Längsachse (25) der Lagerhülse (26) ausgerichtet ist, relativ zu dem Halteelement (32) verschiebbar ist, wenn die Schraubritzelwelle (4) nicht mit einem Drehmoment belastet ist, während eine solche Relativbewegung verhindert ist, wenn die Schraubritzelwelle (4) mit einem Drehmoment belastet ist, indem dann die Lagerhülse (26) in einer zweiten Richtung, die ebenfalls radial bezüglich der Längsachse (26) der Lagerhülse und zudem senkrecht zu der ersten Richtung ausgerichtet ist, relativ zu dem Halteelement (32) bewegt wird, wodurch das Führungselement (29) in einer Führungsöffnung (33) des Halteelements (32) oder der Lagerhülse (26) verkantet.

Description

Loslager, Lenkgetriebe und Lenksystem
Die Erfindung betrifft ein Loslager für ein Lenkgetriebe. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Lenkgetriebe mit einem solchen Loslager sowie ein Lenksystem mit einem solchen Lenkgetriebe, insbesondere ein Hilfskraftlenksystem.
Bei den meisten Kraftfahrzeugen werden Hilfskraftlenksysteme verbaut, die beim Lenken ein unterstützendes Drehmoment erzeugen und dadurch das von dem Fahrer auf die Lenksäule aufzubringende Lenkmoment reduzieren.
Die bekannten Hilfskraftlenksysteme basieren auf einem Lenkgetriebe, das die Antriebsleistung eines hydraulischen oder elektrischen Lenkmotors übersetzt und auf beispielsweise die Lenksäule überträgt. Derartige Lenkgetriebe sind regelmäßig in Form eines Schraubwälzgetriebes und insbesondere als Schraubradgetriebe oder Schneckengetriebe ausgebildet. Diese umfassen ein Zahnrad, das direkt oder indirekt mit der Lenksäule verbunden ist, sowie ein damit kämmendes, über eine Welle von dem Lenkmotor angetriebenes Ritzel.
Als problematisch bei derartigen Lenkgetrieben hat sich Getriebespiel gezeigt, das sich aufgrund von Bauteiltoleranzen, unterschiedlichen Wärmedehnungen der
Getriebeelemente, aufgrund von Verschleiß und/oder aufgrund eines Setzens des Materials bei Zahnrädern aus Kunststoff ausbildet. Insbesondere bei einem
sogenannten Wechsellenken, d.h. bei einem direkt aufeinander folgenden Lenken mit wechselnder Lenkeinschlagsrichtung, erzeugt ein solches Getriebespiel unerwünschte Geräusche, die aus dem abwechselnden Anlegen gegenüberliegender Flanken der Zähne von Ritzel und Zahnrad resultieren.
Bekannt ist, dieses Getriebespiel dadurch zu eliminieren, dass die Ritzelwelle schwenkbar um eine Achse, die senkrecht zur der Längsachse der Ritzelwelle und in einem Abstand zu dem Verzahnungseingriff von Ritzel und Zahnrad verläuft, gelagert ist und mittels eines oder mehrerer Federelemente gegen das Zahnrad gedrückt wird. Die Schwenkbarkeit der Ritzelwelle wird dabei regelmäßig in eine der zwei
Lagerungen, über die die Ritzelwelle endseitig gelagert ist, integriert. Diese Lagerung wird als„Festlager" bezeichnet. Die Lagerung im Bereich des anderen Endes ist dann mit einer definierten Beweglichkeit ausgeführt (sogenanntes„Loslager"), um die durch die Schwenkbewegung hervorgerufene Auslenkung zu ermöglichen. Das Festlager kann insbesondere antriebsseitig vorgesehen sein, während das Loslager an dem freien Ende der Ritzelwelle vorgesehen ist. Das oder die Federelemente zum Andrücken des Ritzels an das Zahnrad können dabei sowohl in das Loslager als auch in das Festlager integriert sein.
Ein solches Lenkgetriebe, bei dem die Federkraft für die Anfederung mittels des Festlagers erzeugt wird, ist beispielsweise aus der DE 10 2009 054 655 A1 bekannt. Bei diesem Lenkgetriebe ist vorgesehen, das Wälzlager, das die Ritzelwelle im Bereich des Festlagers aufnimmt, außenseitig in einer Schwenkhülse zu lagern. Die
Schwenkhülse umfasst eine Lagerhülse, die das Wälzlager weitgehend spielfrei aufnimmt, und einen Außenring, der weitgehend spielfrei in einer Aufnahme eines Gehäuses des Lenkgetriebes gehalten ist, wobei der Außenring und die Lagerhülse über mehrere Torsionsstege verbunden sind, die bei einem Verdrehen des Außenrings zu der Lagerhülse tordiert werden. Nach der Montage des Lenkgetriebes sind die Torsionsstege derart tordiert, dass die dadurch erzeugte elastische Rückstellwirkung die Anfederung der Ritzelwelle bewirkt.
Ausgestaltungen von Lenkgetrieben, die zu demjenigen der DE 10 2009 054 655 A1 ähnlich sind, sind aus der DE 10 2008 040 673 A1 , der EP 2 836 416 B1 und der EP 2 836 417 B1 bekannt.
Die Schwenkbarkeit der Ritzelwelle um die durch das Festlager definierte
Schwenkachse muss in einem definierten Mindestmaß, dem sogenannten Grundspiel, gegeben sein, um ein Ausweichen der Ritzelwelle infolge von temperaturbedingten Dehnungen, infolge von Geometrieänderungen von aus Kunststoffen ausgebildeten Elementen des Lenkgetriebes, insbesondere des Zahnrads und/oder der Ritzelwelle, aufgrund einer Wasseraufnahme sowie infolge von Rundlaufabweichungen des Zahnrads und/oder der Ritzelwelle zu ermöglichen. Gleichzeitig muss das Grundspiel begrenzt sein, da dann, wenn mittels der Ritzelwelle eine Antriebsleistung von einem Lenkmotor auf das Zahnrad übertragen wird, die federbelastete Ritzelwelle infolge der Verzahnungskräfte in Richtung einer zunehmenden Entfernung von dem Zahnrad geschwenkt wird, bis ein Endanschlag für diese Schwenkbewegung, der insbesondere durch das Loslager des Lenkgetriebes ausgebildet sein kann, erreicht ist.
Das im Rahmen der konstruktiven Auslegung eines solchen Lenkgetriebes
dimensionierte Grundspiel vergrößert sich im Laufe der Nutzung infolge von Verschleiß sowie aufgrund eines Setzens (d.h. einer plastischen Verformung infolge einer dauerhaften Belastung) der Elemente des Lenkgetriebes, insbesondere bei deren Ausgestaltung aus Kunststoffen ). Auch fertigungsbedingte Form- und Lagetoleranzen können zu einer Vergrößerung des Grundspiels führen. Dies führt dazu, dass bei einer Dimensionierung der Anfederung für die Ritzelwelle, die auch ein voraussichtlich zum Ende einer vorgesehenen Nutzungsdauer des Lenkgetriebes gegebenes Grundspiel berücksichtigt, wobei auch dann noch eine ausreichend große Anfederung gegeben sein soll, die Federbelastung im Neuzustand des Lenkgetriebes so groß gewählt werden muss, dass eine unerwünscht hohe Reibung in der Verzahnung auftritt.
Vorteilhaft wäre daher ein über der vorgesehenen Nutzungsdauer möglichst gleichbleibendes Grundspiel zu haben, das zudem lediglich so groß dimensioniert ist, dass die zu erwartenden Einflüsse auf das Getriebespiel, insbesondere infolge von temperaturbedingten Dehnungen, Wasseraufnahme und/oder Fertigungstoleranzen, kompensiert werden können, ohne zu einer unerwünscht hohen Reibung in der Verzahnung zu führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkgetriebe anzugeben, bei dem ein solches möglichst gleichbleibendes Grundspiel realisiert ist.
Diese Aufgabe wird mittels eines Loslagers für ein Lenkgetriebe gemäß dem
Patentanspruch 1 gelöst. Ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Loslager sowie ein Lenksystem mit einem solchen Lenkgetriebe sind Gegenstände der Patentansprüche 7 und 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Loslagers und damit des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes sowie des erfindungsgemäßen Lenksystems sind Gegenstände der abhängigen
Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Loslager für ein Lenkgetriebe umfasst ein Drehlager
(vorzugsweise ein Wälzlager, besonders bevorzugt ein Kugellager), das einen inneren Lagerring, der zur Aufnahme einer Schraubritzelwelle des Lenkgetriebes vorgesehen ist, und einen äußeren Lagerring, der in eine Lagerhülse integriert (d.h. darin aufgenommen oder von der Lagerhülse selbst ausgebildet) ist, aufweist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Lagerhülse mit einem (vorzugsweise
bolzenförmigen)Führungselement und das Führungselement mit einem Halteelement, das zur feststehenden beziehungsweise unbeweglichen, insbesondere auch einstückigen Integration in ein Gehäuse des Lenkgetriebes vorgesehen ist, derart zusammenwirkt, dass die Lagerhülse in einer ersten Richtung, die radial bezüglich der Längsachse der Lagerhülse ausgerichtet ist, relativ zu dem Halteelement verschiebbar ist, wenn die Schraubritzelwelle unbelastet, d.h. nicht mit einem Drehmoment belastet ist, während eine solche Relativbewegung verhindert ist, wenn die Schraubritzelwelle mit einem Drehmoment belastet ist, indem dann die Lagerhülse in einer zweiten Richtung, die radial bezüglich der Längsachse der Lagerhülse und senkrecht zu der ersten Richtung ausgerichtet ist, relativ zu dem Halteelement bewegt wird, wodurch das Führungselement in einer Führungsöffnung des Halteelements oder der
Lagerhülse (bzw. einem mit der Lagerhülse verbundenen Element) verkantet.
Als„Längsachse" wird erfindungsgemäß diejenige Achse eines Körpers oder eines Hohlraums verstanden, die entlang der größten Längserstreckung des
Körpers/Hohlraums verläuft und dabei die geometrischen Mittelpunkte der
verschiedenen Querschnitte des Körpers/Hohlraums verbindet.
Ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe, das für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, umfasst zumindest ein Zahnrad, ein damit kämmendes Schraubritzel (insbesondere Schneckenritzel) und eine das Schraubritzel umfassende
Schraubritzelwelle, wobei die Schraubritzelwelle auf einer Seite des Schraubritzels in einem erfindungsgemäßen Loslager gelagert ist und wobei das Halteelement des Loslagers feststehend in ein Gehäuse des Lenkgetriebes integriert ist. Die
feststehende Integration des Funktionselements in das Gehäuse des Lenkgetriebes kann vorzugsweise dadurch erfolgen, dass das Halteelement von dem Gehäuse selbst ausgebildet oder direkt mit dem Gehäuse (beispielsweise verschraubt oder auf andere Art und Weise kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig) verbunden ist.
Weiterhin kann für ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe vorgesehen sein, dass die Schraubritzelwelle auf der anderen Seite des Schraubritzels in einem Festlager gelagert ist, das eine Schwenkachse ausbildet, um die die Schraubritzelwelle schwenkbar ist, wobei die Längsachse des Führungselements des Loslagers quer und insbesondere senkrecht zu dieser Schwenkachse ausgerichtet ist. Ein solches Festlager kann ein Drehlager (vorzugsweise ein Wälzlager, besonders bevorzugt ein Kugellager) umfassen, das einen inneren Lagerring, der zur Aufnahme der
Schraubritzelwelle des Lenkgetriebes vorgesehen ist, und einen äußeren Lagerring, der in einer Lagerhülse aufgenommen ist, aufweist. Weiterhin kann ein Schwenkring vorgesehen sein, der einen Außenring sowie einen Innenring aufweist, die über einen oder mehrere Torsionsstege schwenkbar verbunden sind, wobei der Innenring mit der Lagerhülse verbunden ist (was eine integrale und insbesondere einteilige Ausgestaltung umfassen soll) und der Außenring zur Lagerung des Festlagers in einem Gehäuse des Lenkgetriebes vorgesehen ist.
Ein erfindungsgemäßes Lenksystem umfasst zumindest ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe sowie einen drehantreibend mit der Schraubritzelwelle verbundenen Lenkmotor. Das Zahnrad des Lenkgetriebes kann weiterhin drehfest oder
drehantreibend mit einer Lenkwelle, insbesondere einer Lenksäule, des Lenksystems verbunden sein. Das erfindungsgemäße Lenksystem kann insbesondere als
Hilfskraftlenksystem ausgebildet sein, durch das mittels des Lenkmotors ein
unterstützendes Drehmoment erzeugt werden kann, so dass ein von einem Fahrer eines das Hilfskraftlenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs auf die Lenksäule für ein Lenken des Kraftfahrzeugs aufzubringendes Lenkmoment (ggf. temporär auch bis auf null) reduziert ist. Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, das Lenksystem derart auszubilden, dass von dem Lenkmotor (stets) das gesamte für ein Lenken erforderliche Lenkmoment erzeugt wird.
Das Funktionsprinzip eines erfindungsgemäßen Loslagers beruht darauf, dass infolge der Ausgestaltung des Ritzels als Schraubritzel bei der Übertragung einer
Antriebsleistung, die von einem Lenkmotor auf die Schraubritzelwelle und von der Schraubritzelwelle auf das Zahnrad übertragen wird, die Schraubritzelwelle aufgrund der Verzahnungskräfte nicht nur um die eigentliche Schwenkachse des Festlagers sondern (in geringem Maße) auch um eine senkrecht zu dieser Schwenkachse gelegenen zweite Achse geschwenkt wird, was auf Spiel beziehungsweise eine elastische Verformbarkeit in der Lagerung (insbesondere in dem Festlager) der Schraubritzelwelle zurückzuführen ist. Dies wird mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Loslagers ausgenutzt, um nach einer definierten, wenn auch relativ kleinen (vorzugsweise möglichst minimalen) Auslenkung (Schwenkweg) der Schraubritzelwelle um diese zweite Achse das Verkanten des Führungselements in der Führungsöffnung zu bewirken, wodurch dann auch ein Schwenken der
Schraubritzelwelle um die eigentliche Schwenkachse begrenzt beziehungsweise verhindert wird. Demnach wird durch das Zusammenwirken des Führungselements und der Führungsöffnung ein klemmend wirkender Anschlag für die
Schwenkbewegung der Schraubritzelwelle um die (eigentliche) Schwenkachse geschaffen, der, unabhängig von dem tatsächlichen Verschleißzustand des
Lenkgetriebes und insbesondere des Zahnrads sowie des Schraubritzels, den dieses/diese in Abhängigkeit von der Nutzungsdauer aufweisen, stets nach im
Wesentlichen derselben Schwenkbewegung um die senkrecht zu der eigentlichen Schwenkachse gelegene zweite Achse wirksam wird, wobei die Größe dieser
Schwenkbewegung um die zweite Achse über der Nutzungsdauer des Lenkgetriebes im Wesentlichen gleichbleibend ist. Praktisch kann infolge der Anfederung der Schraubritzelwelle erreicht werden, dass der klemmend wirkende Anschlag wirksam wird, bevor die durch die Belastung der Schraubritzelwelle erzeugten Kräfte, die der Anfederung entgegenwirken, die Anfederung überkompensieren, so dass ein erfindungsgemäßes Loslager ein Schwenken der Schraubritzelwelle um die durch das Festlager definierte Schwenkachse (bei und infolge der Belastung der
Schraubritzelwelle mit einem Drehmoment) im Wesentlichen unmittelbar und damit vollständig verhindert.
Die Führungsöffnung kann sowohl als einseitig offener Führungskanal (d.h. als Führungsnut) als auch als in Umfangsrichtung vollständig geschlossene
Führungsöffnung ausgebildet sein.
Gemäß einer insbesondere in konstruktiver Hinsicht vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Loslagers kann zur Erzielung der erfindungsgemäßen
Funktionalität vorzugsweise vorgesehen sein, dass
- die Lagerhülse mit dem Führungselement (vorzugsweise direkt) verbunden ist (zumindest derart, dass eine Relativbewegung in Richtung der Längsachse des Führungselements sowie ein Kippen um eine zu der Längsachse der Lagerhülse parallele Achse verhindert ist; vorzugsweise ist eine vollständig unbewegliche Verbindung vorgesehen) und ein von der Längsachse der Lagerhülse
beabstandeter Abschnitt des Führungselements in einer sich in einer radialen Richtung bezüglich der Längsachse der Lagerhülse erstreckenden Führungsöffnung des Halteelements axial beweglich geführt ist, oder
- das Führungselement mit dem Halteelement verbunden ist und mindestens ein von der Längsachse der Lagerhülse beabstandeter Abschnitt des Führungselements in mindestens einer sich in einer radialen Richtung bezüglich der Längsachse der Lagerhülse erstreckenden Führungsöffnung der Lagerhülse (bzw. einem mit der Lagerhülse verbundenen Element) axial beweglich geführt ist. Das
Führungselement kann dabei einerseits unbeweglich mit dem Halteelement verbunden sein, wobei dann, wie auch bei der Ausführung gemäß der ersten Alternative, das Verkippen des Führungselements in der Führungsöffnung dadurch realisiert wird, dass das Führungselement mit dem Halteelement dezentral bezüglich der Längsachse der Lagerhülse verbunden ist beziehungsweise zusammenwirkt. Dadurch führt das aufgrund einer Belastung der Schraubritzelwelle mit einem Drehmoment bewirkte Schwenken um die genannte zweite Achse zu einer geringfügigen Rotation der Lagerhülse um ihrer Längsachse, so dass sich dann eine Schrägstellung des Lagerbolzens innerhalb der Führungsöffnung einstellt. Das Führungselement kann andererseits auch schwenkbar (zumindest um eine Achse, die vorzugsweise parallel zu der Längsachse der Lagerhülse verläuft) mit dem Halteelement verbunden sein, wobei dann die Lagerhülse zusätzlich gegen ein Drehen um ihre Längsachse gesichert sein sollte, um ein Verkanten des
Lagerbolzens innerhalb der Führungsöffnung bei einer Belastung der
Schraubritzelwelle mit einem Drehmoment zu gewährleisten. Eine solche Sicherung der Lagerhülse gegen ein Drehen um ihre Längsachse kann bei einem
erfindungsgemäßen Lenkgetriebe vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass diese zumindest drehfest und insbesondere integral mit der Lagerhülse für das Festlager des Lenkgetriebes ausgebildet ist. Die schwenkbare Verbindung zwischen dem Führungselement und dem Halteelement kann sowohl auf einem Drehgelenk als auch auf einer elastischen Deformation (beispielsweise des Führungselements) beruhen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Loslagers kann vorgesehen sein, dass die Längsachse des Führungselements radial bezüglich der Längsachse der Lagerhülse verläuft und diese somit schneidet. Dadurch kann eine Symmetrie hinsichtlich der Realisierung eines klemmend wirkenden Anschlags und folglich eine (insbesondere minimale) Schwenkbarkeit der Schraubritzelwelle (um die eigentliche Schwenkachse) erreicht werden, die für beide Drehrichtungen, mit der die Schraubritzelwelle von dem Lenkmotor angetrieben wird, im Wesentlichen gleich groß ist.
Gemäß einer insbesondere in konstruktiver Hinsicht vorteilhaften Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Loslagers kann vorgesehen sein, dass das
Führungselement sich in einem axial (d.h. in einer entlang der Längsachse der
Lagerhülse verlaufenden Richtung) von dem äußeren Lagerring des Drehlagers beabstandeten Abschnitt der Lagerhülse durch eine oder mehrere Aufnahmeöffnungen der Lagerhülse erstreckt. Ein solches Loslager kann sich in vorteilhafter Weise durch eine relativ kompakte Bauform in Richtung radial bezüglich der Längsachse der Lagerhülse auszeichnen. Bei einer Ausgestaltung eines solchen erfindungsgemäßen Loslagers, bei der das Führungselement zudem beweglich innerhalb einer
Führungsöffnung des Halteelements geführt ist, kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass das Führungselement festgelegt beziehungsweise unbeweglich (infolge einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder stoffschlüssigen
Verbindung) innerhalb der Aufnahmeöffnung(en) der Lagerhülse angeordnet ist. Bei einer Ausgestaltung eines solchen erfindungsgemäßen Loslagers, bei der das
Führungselement beweglich innerhalb zumindest einer Führungsöffnung der
Lagerhülse geführt ist, dient/dienen die Aufnahmeöffnung(en) der Lagerhülse dagegen als entsprechende Führungsöffnung(en).
Gemäß einer dazu alternativen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen
Loslagers kann auch vorgesehen sein, dass das Führungselement in einem auch den äußeren Lagerring des Drehlagers integrierenden Abschnitt der Lagerhülse mit der Lagerhülse verbunden, das Führungselement somit radial außerhalb des Drehlagers angeordnet ist. Ein solches Loslager kann sich in vorteilhafter Weise durch eine relativ kompakte Bauform in Richtung der Längsachse der Lagerhülse auszeichnen.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Führungselement als separates Bauteil stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Lagerhülse verbunden ist, was sich positiv auf die Herstellbarkeit für ein solches
erfindungsgemäßes Loslager auswirken kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Führungselement und die Lagerhülse integral und insbesondere einstückig auszubilden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Führungselement einen innerhalb einer Aufnahmeöffnung des Halteelements liegenden Führungskopf aufweist, der im
Vergleich zu einem sich an den Führungselementkopf anschließenden
Führungselementschaft zumindest in einem Abschnitt eine größere Querschnittsfläche aufweist. Bei einer Ausgestaltung eines solchen erfindungsgemäßen Loslagers, bei der das Führungselement zudem beweglich innerhalb einer Führungsöffnung des
Halteelements geführt ist, kann die relativ große Querschnittsfläche des
Führungselementkopfs dann insbesondere dazu dienen, ein Kippen des
Führungselements in einem ausreichenden Maße zu ermöglichen, bevor sich die klemmende Wirkung durch das Verkanten des Führungselement(kopf)s in der
Führungsöffnung einstellt. Bei einer Ausgestaltung eines solchen erfindungsgemäßen Loslagers, bei der das Führungselement dagegen beweglich innerhalb einer oder mehrerer Führungsöffnungen der Lagerhülse geführt ist, kann die relativ große
Querschnittsfläche des Führungselementkopfs dagegen insbesondere dazu dienen, im Zusammenwirken mit der Aufnahmeöffnung des Halteelements ein Schwenklager, beispielsweise in Form eines Kugelkopfgelenks, auszubilden. Die Erfindung betrifft im Übrigen auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem.
Die unbestimmten Artikel („ein",„eine",„einer" und„eines"), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden
Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 : einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe gemäß einer ersten Ausgestaltungsform;
Fig. 2: das Festlager des Lenkgetriebes gemäß der Fig. 1 in einer Ansicht von vorne;
Fig. 3: einen teilweisen Querschnitt durch das Lenkgetriebe entlang der
Schnittebene III - III in der Fig. 1 ;
Fig. 4: einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe gemäß einer zweiten Ausgestaltungsform;
Fig. 5: den in der Fig. 4 mit V gekennzeichneten Ausschnitt in einer vergrößerten
Darstellung;
Fig. 6: einen teilweisen Querschnitt durch das Lenkgetriebe entlang der
Schnittebene VI - VI in der Fig. 4;
Fig. 7: in schematischer Darstellung das Funktionsprinzip eines Loslagers eines
Lenkgetriebes gemäß den Fig. 1 bis 6;
Fig. 8: in schematischer Darstellung das Funktionsprinzip eines erfindungsgemäßen
Loslagers gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform; und
Fig. 9: in schematischer Darstellung das Funktionsprinzip eines erfindungsgemäßen
Loslagers gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform.
Die Fig. 1 zeigt die wesentlichen Bestandteile eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einer ersten Ausgestaltungsform. Dieses umfasst ein Gehäuse 1 , innerhalb dessen ein Zahnrad 2 sowie ein mit dem Zahnrad 2 kämmendes Schraubritzel 3 gelagert sind. Das Schraubritzel 3 und eine das Schraubritzel 3 umfassende Schraubritzelwelle 4 sind in Form einer Schnecke integral ausgebildet.
Das Zahnrad 2 ist fest auf einer Abtriebswelle 5 des Lenkgetriebes befestigt. Diese Abtriebswelle 5, die im gezeigten Ausgestaltungsbeispiel eine Verzahnung für eine drehfeste Verbindung mit dem Zahnrad 2 aufweist, kann an einem Ende ein Lenkritzel (nicht dargestellt) umfassen, das beispielsweise mit einer zumindest in einem Abschnitt als Zahnstange ausgebildeten Lenkstange (nicht dargestellt) kämmt, wodurch die Lenkstange bei einer Rotation der Abtriebswelle 5 eine Translationsbewegung durchführt, die in bekannter Weise über Radlenkhebel (nicht dargestellt) in eine Schwenkbewegung gelenkter Räder (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs übersetzt werden kann. Bei der Abtriebswelle 5 kann es sich aber auch um eine Lenksäule des Hilfskraftlenksystems handeln, die mit einem Lenkrad (nicht dargestellt) drehfest verbunden ist und über ein Lenkritzel (nicht dargestellt) auf eine Lenkstange wirkt.
Die Schraubritzelwelle 4 weist ein antriebsseitiges Ende auf, über das diese mit der Abtriebswelle eines nicht dargestellten Lenkmotors (z.B. ein Elektromotor) verbindbar ist. Im Bereich dieses antriebsseitigen Endes ist die Schraubritzelwelle 4 mittels einer ersten Lagerung in dem Gehäuse 1 gelagert. Diese Lagerung ist als Festlager 6 ausgebildet, das ein Schwenken der Schraubritzelwelle 4 um eine Schwenkachse 7 (vgl. Fig. 2) zulässt. Dieses Schwenken bewirkt ein Auslenken des dem
antriebsseitigen Ende gegenüberliegenden, freien Endes der Schraubritzelwelle 4, die dort mittels eines erfindungsgemäßen Loslagers 8 gelagert ist. Dieses Loslager 8 ist so ausgebildet, dass es die sich aus dem Schwenken der Schraubritzelwelle 4 ergebende Auslenkung dieses freien Endes der Schraubritzelwelle 4 in Grenzen zulässt.
Sowohl das Festlager 6 als auch das Loslager 8 umfassen jeweils ein Drehlager 9, 10 in Form eines Kugellagers. In inneren Lagerringen 1 1 dieser Drehlager 9, 10 sind die entsprechenden Abschnitte der Schraubritzelwelle 4 gelagert, während äußere
Lagerringe 12 der Drehlager 9, 10 in jeweils einer Lagervorrichtung 13, 14 gelagert sind, die wiederum in dem Gehäuse 1 aufgenommen sind. Die Lagervorrichtungen 13, 14 sind konstruktiv so ausgebildet, dass diese im Fall des Festlagers 6 das Schwenken der Schraubritzelwelle 4 um die Schwenkachse 7 und im Fall des Loslagers 8 das Auslenken des freien Endes der Schraubritzelwelle 4 definiert ermöglichen. Hierzu umfasst die Lagervorrichtung 13 des Festlagers 6 eine Lagerhülse 15 mit kreisringförmigen Querschnitten, die innenseitig in einem ersten Längsabschnitt das Drehlager 9 und in einem zweiten Längsabschnitt einen Innenring 17 eines
Schwenkrings 16 aufnimmt. Der Innenring 17 des Schwenkrings 16 ist unter
Zwischenschaltung einer Stützscheibe 21 drehfest und axial gesichert innerhalb der Lagerhülse 15 gelagert, wobei sich der Innenring 17 des Schwenkrings 16 an dem äußeren Lagerring 12 des Drehlagers 9 abstützt. Der Schwenkring 16 umfasst neben dem Innenring 17 noch einen Außenring 18. Dieser Außenring 18 ist über zwei Torsionsstege 19 (vgl. Fig. 2) mit dem Innenring 17 verbunden. Der Außenring 18, der Innenring 17 und die Torsionsstege 19 sind vorzugsweise einstückig aus
beispielsweise Federstahl ausgebildet.
Eine axiale Lagesicherung des Drehlagers 9 des Festlagers 6 auf der
Schraubritzelwelle 4 erfolgt unter Zwischenschaltung eines Kupplungsstücks 22 mittels einer Schraube 23, die in ein Innengewinde, das in das entsprechende Ende der Schraubritzelwelle 4 integriert ist, eingeschraubt ist. Das Kupplungsstück 22 dient auch der Übertragung einer Antriebsleistung des Lenkmotors auf die Schraubritzelwelle 4, wozu diese drehfest miteinander verbunden sind. Diese drehfeste Verbindung wird durch ein Eingreifen einer Außenverzahnung der Schraubritzelwelle 4 in eine komplementäre Innenverzahnung des Kupplungsstücks 22 erreicht.
Eine axiale Lagesicherung des Außenrings 18 des Schwenkrings 16 innerhalb des Gehäuses 1 erfolgt mittels eines Schraubrings 24, der ein Außengewinde aufweist, das in ein entsprechendes Innengewinde des Gehäuses 1 eingeschraubt ist.
Die zwei Torsionsstege 19 definieren die Lage der Schwenkachse 7, um die der Außenring 18 relativ zu dem Innenring 17 zur Erzielung einer Anfederung der
Schraubritzelwelle 4 schwenkbar ist. Die Torsionsstege 19 und damit die
Schwenkachse 7 verlaufen dabei jedoch nicht durch das Zentrum des Schwenkrings 16 und damit des Querschnitts der Schraubritzelwelle 4, sondern radial versetzt dazu (vgl. Fig. 2). Die Schwenkachse 7 schneidet somit nicht die Längsachse 25 der Schraubritzelwelle 4. Durch den radialen Versatz der Torsionsstege 19 zu dem
Zentrum des Schwenkrings 16 wird die Schwenkachse 7 in die Nähe des
Außenumfangs der Schraubritzelwelle 4 verlagert, wodurch die Ausbildung von Reaktionsmomenten, die sich infolge der beim Verzahnungseingriff von Schraubritzel 3 und Zahnrad 2 ergebenden Verzahnungskräfte in Verbindung mit dem Abstand der Wirkungslinie dieser Verzahnungskräfte von der Schwenkachse 7 ergeben beziehungsweise ergeben würden, verringert oder vermieden werden kann. Zur möglichst vollständigen Vermeidung der Reaktionsmomente ist vorgesehen, dass die Schwenkachse 7 innerhalb derjenigen Tangentialebene liegt, die in dem Berührpunkt der beiden Teil- beziehungsweise Wälzkreise von Zahnrad 2 und Schraubritzel 3 ausgebildet ist.
Die Torsionsstege 19 des Schwenkrings 16 ermöglichen nicht nur ein Schwenken des Außenrings 18 zu dem Innenring 17 und damit der Schraubritzelwelle 4 relativ zu dem Zahnrad 2 beziehungsweise dem Gehäuse 1 , sondern bewirken gleichzeitig die Federkraft, durch die das Schraubritzel 3 der Schraubritzelwelle 4 in die Verzahnung des Zahnrads 2 gedrückt wird, um ein möglichst geringes Getriebespiel und damit eine geringe Geräuschentwicklung im Betrieb des Lenkgetriebes, insbesondere beim sogenannten Wechsellenken, zu erreichen. Diese Federkraft ergibt sich daraus, dass bei der Montage des Lenkgetriebes die Schraubritzelwelle 4 soweit infolge eines Kontakts mit dem Zahnrad 2 ausgelenkt wird, dass sich eine ausreichende Torsion der Torsionsstege 19 ergibt, wodurch die elastischen Rückstellmomente, die aus der Torsion der Torsionsstege 19 resultieren, entgegen dieser Auslenkung der
Schraubritzelwelle 4 wirken und diese somit gegen das Zahnrad 2 beaufschlagen.
Die Lagervorrichtung 14 des Loslagers 8 umfasst ebenfalls eine Lagerhülse 26 mit einer kreisringförmigen Querschnittsfläche. Innerhalb eines Längsabschnitts der Lagerhülse 26 ist das Drehlager 10 des Loslagers 8 angeordnet, wobei die Außenseite des äußeren Lagerrings 12 dieses Drehlagers 10 im direkten Kontakt mit der
Innenseite der Lagerhülse 26 steht. In einem zweiten Längsabschnitt der Lagerhülse 26 und somit axial von dem Drehlager 10 beabstandet weist die Lagerhülse 26 zwei koaxial (bezüglich ihrer Längsachsen 28) ausgerichtete Aufnahmeöffnungen 27 auf, in denen ein Führungselement 29 festgelegt (beispielsweise durch eine
Klemmverbindung) angeordnet ist. Das Führungselement 29 weist über seiner gesamten Längserstreckung kreisförmige Querschnittflächen auf, wobei jedoch auch andere, beispielsweise eckige Querschnittsformen möglich sind. Die Längsachsen 28 der Aufnahmeöffnungen 27 und damit auch die Längsachse 28 des Führungselements 29 sind radial bezüglich der Längsachse 25 der Lagerhülse 26 ausgerichtet und schneiden diese somit, wobei gleichzeitig eine im Wesentlichen senkrechte
Ausrichtung vorgesehen ist. An einem (in den Fig. 1 und 3 dem oberen) Ende, das außerhalb der Lagerhülse 26 angeordnet ist, bildet das Führungselement 29 einen Führungselementkopf 30 aus, dessen (über der Längserstreckung gleichbleibende) Querschnittsfläche größer als die (über der Längserstreckung gleichbleibende) Querschnittsfläche in dem übrigen Abschnitt des Führungselements 29, der nachfolgend als Führungselementschaft 31 bezeichnet wird, ist. Mit einem den Führungselementkopf 30 umfassenden Endabschnitt ist das Führungselement 29 innerhalb einer Führungsöffnung 33 geführt, die von einem Halteelement 32 des Loslagers 8 ausgebildet ist. Das Halteelement 32 ist feststehend beziehungsweise unbeweglich in das Gehäuse 1 des Lenkgetriebes integriert und hierzu direkt über Schrauben 20 mit dem Gehäuse 1 verbunden. Die Längsachse 28 der einen kreisförmigen Öffnungsquerschnitt aufweisenden und folglich zylindrischen
Führungsöffnung 33 ist bei unbelastetem Lenkgetriebe koaxial zu der Längsachse 28 des Führungselements 29 ausgerichtet. Weiterhin ist der Öffnungsquerschnitt beziehungsweise der Durchmesser der Führungsöffnung definiert (wenn auch in einem relativ geringen Maße) größer als die Querschnittsfläche beziehungsweise der Durchmesser des Führungselementkopfs 30, wodurch u.a. eine axiale
Verschiebbarkeit des Führungselements 29 beziehungsweise des
Führungselementkopfs 30 innerhalb der Führungsöffnung 33 gegeben ist. Infolge dieser Verschiebbarkeit ermöglicht das Loslager 8 grundsätzlich ein Schwenken der Schraubritzelwelle 4 um die von dem Festlager 6 ausgebildete Schwenkachse 7, die möglichst exakt senkrecht bezüglich der Längsachse 28 des Führungselements 29 des Loslagers 8 verläuft.
Wird die Schraubritzelwelle 4 im Betrieb des Lenkgetriebes in einer der zwei möglichen Drehrichtungen mittels des Lenkmotors rotierend angetrieben, führt dies aufgrund der Verzahnungskräfte nicht nur zu Kräften, die ein Schwenken der Schraubritzelwelle 4 (in der Fig. 1 nach oben) unter zunehmender elastischer Vorspannung der Torsionsstege 19 des Festlagers 6 um die von diesen ausgebildete Schwenkachse 7 bewirken würden, sondern auch zu einem Schwenken um eine dazu senkrecht ausgerichtete zweite Achse 34, wobei diese Schwenkbarkeit infolge von Spiel in insbesondere dem Festlager 6 sowie aufgrund einer elastischen Deformation der Torsionsstege 19 ermöglicht ist. Diese Schwenkbewegung wird von der Schraubritzelwelle 4 auf das Drehlager 10 und von diesem auf die Lagerhülse 26 des Loslagers 8 übertragen und führt bereits nach einer sehr kurzen diesbezüglichen Auslenkung zu einem Kontakt des Führungselementkopfs 30 mit der Wandung der Führungsöffnung 33. Infolge der nur einseitigen und exzentrischen Abstützung der Lagerhülse 26 mittels des an die Wandung der Führungsöffnung 33 anstoßenden Führungselements 29 führt ein weitergehendes Schwenken der Schraubritzelwelle 4 um die zweite Achse 34 dann zu einer geringfügigen Verdrehung der Lagerhülse 26 mit dem darin aufgenommenen Führungselement 29, wodurch der Führungselementkopf 30 innerhalb der
Führungsöffnung 33 verkannt. Dabei kontaktieren Kanten 35 des Führungselements 29, die einerseits an dem distal bezüglich des Führungselementschafts 31 gelegenen Ende des Führungselementkopfs 30 und andererseits in dem Übergang zwischen dem Führungselementkopf 30 und dem Führungselementschaft 31 ausgebildet sind, unter hohem Druck die Wandung der Führungsöffnung 33.
Sobald dieses Verkanten erfolgt ist, verhindert das Loslager 8 nicht nur ein
weitergehendes Schwenken der Schraubritzelwelle 4 um diese zweite Achse 34 sondern auch um die Schwenkachse 7, so dass für die entsprechende
Schwenkbewegung der Schraubritzelwelle 4 ein Endanschlag ausgebildet ist. Dieser Endanschlag für ein Schwenken der Schraubritzelwelle 4 um die Schwenkachse 7 hängt somit direkt davon ab, wie weit ein Schwenken der Schraubritzelwelle 4 um die zu der Schwenkachse 7 senkrecht gelegene zweite Achse 34 möglich ist, bevor der Führungselementkopf 30 innerhalb der Führungsöffnung 33 verkannt. Da diese Schwenkbarkeit der Schraubritzelwelle 4 im Wesentlichen unabhängig von dem Verschleißzustand des Lenkgetriebes und gegebenenfalls auch dem Setzungszustand des Schraubritzels 3 sowie des Zahnrads 2 ist, wird infolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Loslagers 8 eine Begrenzung für ein Schwenken der
Schraubritzelwelle 4 um die Schwenkachse 7 realisiert, die bei einer Belastung der Schraubritzelwelle 4 mittels eines Drehmoments, d.h. im Betrieb des Lenkgetriebes, ebenfalls unabhängig von diesem Verschleiß- und gegebenenfalls auch
Setzungszustand ist und insbesondere unmittelbar wirksam ist, wenn die
Schraubritzelwelle 4 mittels eines Drehmoments belastet wird, beziehungsweise wirksam wird, bevor die durch die Belastung der Schraubritzelwelle 4 erzeugten Kräfte die entgegengesetzten Kräfte, die sich aus der Anfederung mittels des Festlagers 6 ergeben, überkompensieren, so dass ein dadurch bewirktes Schwenken der
Schraubritzelwelle 4 um die Schwenkachse 7 im Betrieb des Lenkgetriebes durch das Loslager 8 verhindert ist.
Das erfindungsgemäße Loslager 6 bewirkt somit prinzipiell und während der gesamten Nutzungsdauer des Lenkgetriebes eine weitestgehend oder vollständig verhinderte Schwenkbarkeit der Schraubritzelwelle 4 um die Schwenkachse 7, sofern die
Schraubritzelwelle 4 im Betrieb des Lenkgetriebes mit einem Drehmoment belastet ist, so dass sich ein minimales Grundspiel beziehungsweise diesbezüglich eine weitestgehende Spielfreiheit einstellt. Dies ermöglicht wiederum, auch mit einer relativ schwachen Vorspannung (Torsion) der Torsionsstege 19 des Festlagers 6 eine ausreichende Anfederung der Schraubritzelwelle 4 gegen das Zahnrad 2 zu gewährleisten, wodurch ein ungewolltes Geräuschverhalten, insbesondere bei einem Wechsellenken, vermieden werden kann. Gleichzeitig können temperaturbedingte Dehnungen und Geometrieänderungen aufgrund einer Wasseraufnahme bei
Elementen aus Kunststoff immer dann ausgeglichen werden, wenn die
Schraubritzelwelle 4 gerade nicht mit einem Drehmoment belastet wird (d.h. wenn das Lenksystem des Kraftfahrzeugs keine Lenkbewegung durchführt), weil dann durch das erfindungsgemäße Loslager 8 eine Schwenkbarkeit der Schraubritzelwelle 4 um die Schwenkachse 7 ermöglicht ist. Dadurch kann eine unerwünscht hohe Reibung in insbesondere der Verzahnung zwischen Schraubritzel 3 und Zahnrad 2 vermieden werden.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine alternative Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes, wobei sich in dieses im Wesentlichen lediglich hinsichtlich der
Ausgestaltung des (erfindungsgemäßen) Loslagers 8 von dem Lenkgetriebe gemäß den Fig. 1 bis 3 unterscheidet.
Bei dem Loslager 8 des Lenkgetriebes gemäß den Fig. 4 bis 6 umfasst das
Führungselement 29 einen Befestigungsabschnitt 36, mit dem dieser in einer
Aufnahmeöffnung 27 der Lagerhülse 26 aufgenommen und darin beispielsweise stoffschlüssig (z.B. verlötet), kraftschlüssig (z.B. durch eine Presspassung) oder formschlüssig (z.B. mittels einer Schraubverbindung) befestigt ist. Die
Aufnahmeöffnung 27 und damit auch das Führungselement 29 befinden sich dabei in einem (längsaxialen) Abschnitt der Lagerhülse 26, in der auch der äußere Lagerring 12 des Drehlagers 10 angeordnet ist. Weiterhin bildet das Führungselement 29 keinen hinsichtlich der Querschnittsabmessungen vergrößerten Führungselementkopf 30 aus; vielmehr weist das Führungselement 29, ausgehend von einem umlaufenden Anschlag 37, durch den die Einstecktiefe des Führungselements 29 in die Aufnahmeöffnung 27 der Lagerhülse 26 begrenzt ist, bis zu dem freien Ende des Führungselements 29, gleichbleibende Querschnittsabmessungen aus.
Das Halteelement 32 bei dem Lenkgetriebe gemäß den Fig. 4 bis 6 ist in Form einer U- förmigen Platte ausgebildet und bildet somit eine zu einer Seite hin offene
Führungsöffnung 33 aus, wobei sich die Längsrichtung der Führungsöffnung 33 (ausgehend von dem Öffnungsgrund bis hin zu der offenen Seite) in Richtung der Längsachse 25 der Lagerhülse 26 beziehungsweise der Schraubritzelwelle 4 erstreckt. Bezüglich der Querrichtung weist die Führungsöffnung 33 lediglich ein geringes Übermaß bezüglich der Breite des beispielsweise im Querschnitt quadratischen Führungselements 29 auf, um, gemäß der Funktionsweise, wie sie bereits für das Loslager 8 des Lenkgetriebes gemäß den Fig. 1 bis 3 beschrieben worden ist, durch ein Verkanten des Führungselements 29 innerhalb der Führungsöffnung 33 im
Wesentlichen unmittelbar eine Schwenkbarkeit der Schraubritzelwelle 4 um die Schwenkachse 7 des Festlagers 6 zu begrenzen, sobald die Schraubritzelwelle 4 im Betrieb des Lenkgetriebes mit einem Drehmoment belastet wird. Bezüglich der Längsrichtung der Führungsöffnung 33 weist diese dagegen deutlich größere
Abmessungen als das Führungselement 29 auf, wodurch die Schwenkbarkeit der Schraubritzelwelle 4 um die Schwenkachse 7 (die im unbelasteten Zustand der Schraubritzelwelle 4 möglich ist) durch das Halteelement 32 geführt wird und zudem Bewegungen der Schraubritzelwelle 4 und der damit verbundenen Komponenten des Loslagers 8 in Richtung der Längsachse 25 der Schraubritzelwelle 4 infolge einer Belastung Schraubritzelwelle 4 möglich sind.
Das Halteelement 32 ist unbeweglich mit einem Halteelementhalter 38 verbunden, der wiederum feststehend in das Gehäuse 1 des Lenkgetriebes integriert ist. In einem an die Führungsöffnung 33 des Halteelements 32 angrenzenden Abschnitt bildet der Halteelementhalter 38 eine Aufnahmevertiefung 39 aus, in die sich ein Endabschnitt des Führungselements 29 erstreckt, wobei die Aufnahmevertiefung 39 so groß dimensioniert ist, dass eine für das Lenkgetriebe vorgesehene Beweglichkeit des Führungselements 29 relativ zu dem Halteelement 32 nicht durch einen Kontakt des Führungselements 29 mit dem Halteelementhalter 38 behindert wird.
Die Fig. 7 bis 9 zeigen in vereinfachten Darstellungen Funktionsprinzipien von drei alternativen Ausgestaltungsformen erfindungsgemäßer Loslager 8.
Das Loslager 8 gemäß der Fig. 7 entspricht dabei strukturell und funktional im
Wesentlichen den Loslagern 8 der Lenkgetriebe gemäß den Fig. 1 bis 6. Folglich ist ein Führungselement 29 in einer Führungsöffnung 33, die von einem in ein Gehäuse 1 eines im Übrigen nicht dargestellten Lenkgetriebes integrierten Halteelement 32 ausgebildet ist, verschiebbar geführt sowie unbeweglich mit einer Lagerhülse 26 des Loslagers 8 verbunden. Ein Verkanten des Führungselements 29 innerhalb der Führungsöffnung 33 erfolgt bei einer Belastung einer in der Lagerhülse 26
aufgenommenen Schraubritzelwelle 4 (in den Fig. 7 bis 9 nicht dargestellt) infolge einer Querbewegung der Lagerhülse 26, die aufgrund der bezüglich der Längsachse 28 der Lagerhülse 26 dezentralen Lagerung des Führungselements 29 innerhalb der Führungsöffnung 33 auch zu einer geringfügigen Drehbewegung der Lagerhülse 26 und damit einem Kippen beziehungsweise Verkanten des Führungselements 29 innerhalb der Führungsöffnung 33 führt. Bei dem Loslager 8 gemäß der Fig. 8 ist diese Funktionsweise weitestgehend identisch, wobei bei dieser Ausgestaltungsform das Führungselement 29 unbeweglich mit dem in das Gehäuse 1 integrierten Halteelement 32 verbunden sowie dezentral bezüglich der Längsachse 28 in einer Führungsöffnung 33, die von der Lagerhülse 26 ausgebildet ist, beweglich gelagert ist.
Eine entsprechende bewegliche Lagerung des Führungselements 29 in einer von der Lagerhülse 26 ausgebildeten Führungsöffnung 33 ist auch bei dem Loslager 8 gemäß der Fig. 9 vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltungsform ist jedoch das Führungselement 29 schwenkbar um eine Achse, die im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 28 der Lagerhülse 26 gelegen ist, mit dem in das Gehäuse 1 integrierten Halteelement 32 verbunden. Um bei einer solchen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Loslagers ein Verkanten des Führungselements 29 innerhalb der Führungsöffnung 33 der Lagerhülse 26 infolge einer Querbewegung der Lagerhülse 26, die zu einer
Schwenkbewegung des Führungselements 29 führt, zu erzielen, muss durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch eine drehfeste Verbindung der Lagerhülse 26 des Loslagers 8 mit einer Lagerhülse 15 eines Festlagers 6 des Lenkgetriebes, verhindert werden, dass sich die Lagerhülse 26 infolge eines durch das Schwenken des
Führungselements 29 bewirkten Moments um die Längsachse 28 dreht.
Bezuqszeichenliste Gehäuse
Zahnrad / Schraubrad / Schneckenrad
Schraubritzel / Schnecke
Schraubritzelwelle
Abtriebswelle
Festlager
Schwenkachse
Loslager
Drehlager des Festlagers
Drehlager des Loslagers
innerer Lagerring eines Drehlagers
äußerer Lagerring eines Drehlagers
Lagervorrichtung des Festlagers
Lagervorrichtung des Loslagers
Lagerhülse des Festlagers
Schwenkring
Innenring des Schwenkrings
Außenring des Schwenkrings
Torsionssteg
Schraube
Stützscheibe
Kupplungsstück
Schraube
Schraubring
Längsachse der Schraubritzelwelle / der Lagerhülsen
Lagerhülse des Loslagers
Aufnahmeöffnung der Lagerhülse des Loslagers
Längsachse der Aufnahmeöffnungen der Lagerhülse des Loslagers / des Führungselements / der Führungsöffnung
Führungselement
Führungselementkopf
Führungselementschaft
Halteelement
Führungsöffnung zweite Achse
Kante des Führungselements
Befestigungsabschnitt des Führungselements Anschlag des Führungselements
Halteelementhalter
Aufnahmevertiefung des Halteelementhalters

Claims

Patentansprüche:
1 . Loslager (8) für ein Lenkgetriebe mit einem Drehlager (10), das einen inneren Lagerring (1 1 ), der zur Aufnahme einer Schraubritzelwelle (4) des
Lenkgetriebes vorgesehen ist, und einen äußeren Lagerring (12), der in eine Lagerhülse (26) integriert ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (26) mit einem Führungselement (29) und das Führungselement (29) mit einem Halteelement (32), das zur feststehenden Integration in ein Gehäuse (1 ) des Lenkgetriebes vorgesehen ist, derart zusammenwirkt, dass die Lagerhülse (26) in einer ersten Richtung, die radial bezüglich der
Längsachse (25) der Lagerhülse (26) ausgerichtet ist, relativ zu dem
Halteelement (32) bewegbar ist, wenn die Schraubritzelwelle (4) nicht mit einem Drehmoment belastet ist, während eine solche Relativbewegung verhindert ist, wenn die Schraubritzelwelle (4) mit einem Drehmoment belastet ist, indem dann die Lagerhülse (26) in einer zweiten Richtung, die ebenfalls radial bezüglich der Längsachse (26) der Lagerhülse und zudem senkrecht zu der ersten Richtung ausgerichtet ist, relativ zu dem Halteelement (32) bewegt wird, wodurch das Führungselement (29) in einer Führungsöffnung (33) des Halteelements (32) oder der Lagerhülse (26) verkantet.
2. Loslager (8) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- die Lagerhülse (26) mit dem Führungselement (29) verbunden ist und ein von der Längsachse (25) der Lagerhülse (26) beabstandeter Abschnitt des Führungselements (29) in einer sich in einer radialen Richtung bezüglich der Längsachse (25) der Lagerhülse (26) erstreckenden Führungsöffnung des Halteelements axial beweglich geführt ist oder
- das Führungselement (29) mit dem Halteelement (32) verbunden ist und mindestens ein von der Längsachse (25) der Lagerhülse (26) beabstandeter Abschnitt des Führungselements (29) in mindestens einer sich in einer radialen Richtung bezüglich der Längsachse (25) der Lagerhülse (26) erstreckenden Führungsöffnung der Lagerhülse (26) axial beweglich geführt ist.
3. Loslager (8) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (29) mit dem Halteelement (32) schwenkbar verbunden ist und die Lagerhülse gegen ein Drehen um ihre Längsachse gesichert ist..
4. Loslager (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (29) sich in einem axial von dem äußeren Lagerring (12) des Drehlagers (10) beabstandeten Abschnitt der Lagerhülse (26) durch eine oder mehrere Aufnahmeöffnungen (27) der Lagerhülse (26) erstreckt.
5. Loslager (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Führungselement (29) in einem auch den äußeren Lagerring (12) des Drehlagers (10) integrierenden Abschnitt der Lagerhülse (26) mit der Lagerhülse (26) verbunden ist.
6. Loslager (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Führungselement (29) als separates Bauteil stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Lagerhülse (26) verbunden ist.
7. Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Zahnrad (2), einem damit kämmenden Schraubritzel (3) und einer das Schraubritzel (3) umfassenden Schraubritzelwelle (4), wobei die Schraubritzelwelle (4) auf der einen Seite des Schraubritzels (3) in einem Loslager (8) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gelagert ist und wobei das Halteelement (32) des Loslagers (8) feststehend in ein Gehäuse (1 ) des Lenkgetriebes integriert ist.
8. Lenkgetriebe gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schraubritzelwelle (4) auf der anderen Seite des Schraubritzels (3) in einem Festlager (6) gelagert ist, das eine Schwenkachse (7) ausbildet, um die die Schraubritzelwelle (4) schwenkbar ist, wobei die Längsachse (28) der Führungsöffnung (33) des Loslagers (8) quer und insbesondere senkrecht zu der Schwenkachse (7) ausgerichtet ist.
9. Lenkgetriebe gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (32) direkt mit dem Gehäuse (1 ) verbunden oder von dem Gehäuse (1 ) ausgebildet ist.
10. Lenksystem mit einem Lenkgetriebe gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9 und mit einem drehantreibend mit der Schraubritzelwelle (4) des Lenkgetriebes verbundenen Lenkmotor.
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